计算机科学专题：从数据结构到程序结构，计算思维与编程语言在抽象与解决现实问题中的多维应用研究

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2024-04-23

　　开始日期: 2024-10-12

　　课时安排: 7周在线小组科研+5周论文指导

　　适合人群

　　适合年级 (Grade): 高中生/大学生

　　适合专业 (Major): 对计算机科学、人工智能、数据科学、软件工程感兴趣的学生

　　项目对0编程基础学生友好，但需要学生具备微积分知识

　　建议选修: 24年秋季专业选修课程待定项目

　　导师介绍

　　Jeremy

　　剑桥大学 University of Cambridge终身教授&教学主任

Jeremy

　　Jeremy导师现任剑桥大学计算机科学与技术系副教授(终身)，同时担任Robinson College的教学主任。导师于2010年取得爱丁堡大学计算机博士学位，随后加入剑桥大学。Jeremy教授的研究方向聚焦函数式编程语言的设计和使用等用户定义的优化，并同时负责如元编程、编译器构造等相关科目的教学任务。导师曾于POPL、ICFP、PEPM等计算机顶级会议发表多篇文章。

　　任职学校

　　剑桥大学(University of Cambridge)是英国一所大型公立综合性大学，成立于1209年，位于英格兰剑桥郡剑桥市区，是罗素大学集团的一员。剑桥大学是英语世界仅次于牛津大学历史第二悠久的大学，也是现存世界第三古老的大学。剑桥大学有35个学院，其中以三一学院与国王学院最富盛名。剑桥大学也是诞生最多诺贝尔奖得主的高等学府，历年来，有88位诺贝尔奖得主出自此校。剑桥的毕业生遍布政界、商界和学术界。

　　项目背景

　　Wilhelm Schickard在1623年设计了世界上第一台机械计算器，但没有完成它的建造。布莱兹·帕斯卡在1642年设计并且建造了世界上第一台可以工作的机械计算器Pascaline。1673年，莱布尼兹开始了步进计算器的建造工作并于1694年竣工，他也因为记录了二进制系统而被认为是第一个计算机科学家和信息理论家。20世纪40年代，随着更新更强大的计算机器(如ABC计算机、电子数值积分计算机)被发明，术语“计算机”开始用于指代那些机器而不是它们的祖先。20世纪50年代至20世纪60年代早期，计算机科学开始被确立为不同种类的学术学科。世界上第一个计算机科学学位点由普渡大学在1962年设立。随着时间的推移,计算机科学技术在可用性和有效性上都有显著提升。现代社会见证了计算机从仅仅由专业人士使用到被广大用户接受的重大转变。2023年，ChatGPT一经推出便成为了划时代的人工智能产品，将计算机的受人瞩目程度推向了顶峰，使得泛计算机科学领域成为了不论求学还是就业最受人欢迎的选择。

　　项目介绍

　　解决商业、生物、物理、化学、工程、人文和社会科学等领域的问题通常需要通过计算机编程来操纵、分析和可视化数据。这门课程将面向没有或很少有计算机编程背景的学生如何使用高级过程编程语言设计和编写基本程序，并使用这些技能解决简单的问题，学生将在项目中感受原汁原味的剑桥教学模式，使用剑桥课程中的OCaml编程语言完成学习。

　　项目大纲

　　编程与代码 Introduction to Computation and Programming

　　函数等抽象结构 Use Abstraction Constructs such as Functions

　　算法及面向对象编程 Algorithms and Object-Oriented Programming

　　理解并运用一些基本的算法解决问题的技巧 Understand and Employ Some Basic Algorithmic Problem-solving Techniques

　　数据分析 Data Analysis Procedures

　　程序结构 Understand and Employ Some Basic Program Structures

　　项目回顾与成果展示 Program Review and Presentation

　　论文辅导 Project Deliverables Tutoring

　　项目收获

　　7周在线小组科研+5周论文指导

　　学术报告